我眼中的.NET平台下垃圾收集

　　对于C、C++程序员来说，是没有垃圾收集器的，这就意味着程序员必须抽出时间来关心内存的问题，自己分配的内存空间需要自己手动的释放掉。这样往往会引发二个问题：

　　1.内存泄露（没有释放掉已分配的内存空间）

　　2.访问了已经释放的内存空间。

　　上述2个问题，往往会让程序变得很不稳定，变得不可预测。为了避免这些问题，同时把程序员解放出来，Java、.Net平台出现了垃圾回收器这个概念。记得，曾经听到过这就得比喻，在国外的麦当劳，顾客是需要自己收拾吃剩的食物（明显是C、C++程序员）。而在中国，顾客是上帝，你吃完东西可以直接转身离开。（服务员帮你收集，这里可以垃圾为垃圾收集器!）

　　想必大家已经了解为什么需要垃圾收集器？那接着我们肯定比较关系How(垃圾收集器是怎么样工作？）

　　首先，我们需要了解.NET平台下，CLR在托管堆上分配内存空间，而且这些空间是连续的。比如有A、B、C三个对象在托管堆上，有个NextObjPtr指针作为每次分配内存空间的起始位置。

A

B

C

                                                                     　　　　　　　　　　　　　|NextObjPtr指向C的末端 图1

　　可想而知，这些内存空间并不是无限的，下次分配空间时发现空间不足就要进行垃圾收集，那怎么样判断托管堆上的对象是垃圾呢？这里我们将引入一个根的概念，根包括CPU寄存器、静态变量、局部引用类型变量、方法参数。在垃圾收集时，会检查是否有变量持有这四种根的引用，如果有，认为这个对象是可达到，否则，这个对象是不可达到的。不可达到的对象就被认为是垃圾会被回收掉。比如垃圾收集器检查发现A、C、F、G不可达：

A

B

C

D

E

F

G

H

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　|NextObjPtr 图2

　　垃圾回收器执行后：

B

D

E

H

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　|NextObjPtr 图3

　　我们可以发现回收内存时进行了内存压缩，保证托管堆上的内存分配仍然是连续的。你可能会担心性能的问题，如果每次都对整个托管推进行扫描性能一定很低，我们能不能每次对托管堆进行局部扫描呢？为了提高性能，.NET引入了代的概念！

　　.NET将托管推分为第0代，第1代，第2代。当第0代充满时（大小256KB)，进行检查，释放不可达到的对象，可达到的对象成为第一代，这时第0代就被清空了，这样下次进行垃圾检查的时候，就这只对第0代进行检查。除非第1代充满时（大小2M）才进行垃圾检查，这时第1代中不可达的对象被回收掉，可达的对象转为第2代。第2代同样是在充满时（大小10M）才进行垃圾收集。引入代的机制，就很好地避免了全盘扫描托管堆，很好地提升了性能！

　　说到这里，你可能觉得垃圾收集器这个服务器是万能的？No！注意，垃圾收集器只能操作托管资源，即CLR世界的资源，托管堆上的资源，它对非托管资源，如数据库连接，文件资源，操作系统的内核对象等这些资源是无能为力的。所以使用这些资源的时候往往需要我们显示的释放掉它。比如我们在使用数据库连接的时候，会使用Close或者是Dispose方法去释放掉它，在使用FileStream,StreamReader的时候都要关闭这些对象。